转载-strongerHuang嵌入式专栏2020-11-13 12:10

电感器是一够将电能转化为磁能并存储的元件。

电感器的结构与变压器相似，但只有一个绕组。电感器具有一定的电感，只会阻碍电流的变化。如果电感器在没有电流的情况下通过电路，它将试图阻止电流通过电流；如果电感器在电流通过时断开电路，则试图保持电流不变。

又称扼流器、电抗器、动态电抗器。

1、电感的发展

最原始的电感器是1831年英国M.用于发现电磁感应现象的法拉第铁芯线圈。1832年美国J.亨利发表了一篇关于自感应现象的论文。人们称电感单位为亨利，简称亨利。19世纪中期，电感器实际应用于电报、电话等设备。

1887年德国的H.R.1890年美国赫兹N.实验中使用的特斯拉电感器都很有名，分别叫赫兹线圈和特斯拉线圈。

2、功能用途

电感器主要起到滤波、振荡、延迟、陷波的作用，以及滤波信号、过滤噪声、稳定电流和抑制电磁波干扰。电感在电路中最常见的作用是与电容器一起组成LC滤波电路。

电容具有阻直流、通交流的特点，而电感具有通直流、阻交流的功能。

如果直流电伴有许多干扰信号，则通过LC在滤波电路中，交流干扰信号将被电感消耗成热能；当纯直流电流通过电感时，交流干扰信号也会变成磁感和热能，频率高的最容易被电感阻抗，从而抑制高频干扰信号。

电感器具有阻止交流通过的特点，使直流顺利通过。频率越高，线圈阻抗越大。因此，电感器的主要功能是隔离、过滤交流信号或与电容器和电阻器形成谐振电路。

3、电感器的结构

电感器一般由骨架、绕组、屏蔽罩、包装材料、磁心或铁心等组成。

1、骨架

骨架泛指绕制线圈的支架。一些体积较大的固定式电感器或可调式电感器（如振荡线圈、阻流圈等），大多数是将漆包线（或纱包线）环绕在骨架上，再将磁心或铜心、铁心等装入骨架的内腔，以提高其电感量。

骨架通常由塑料、胶木和陶瓷制成，可以根据实际需要制成不同的形状。小型电感器（如色码电感器）通常不使用骨架，而是直接将漆包线绕在磁心上。空心电感器（也称为脱胎线圈或空心线圈，主要用于高频电路）不使用磁心、骨架和屏蔽罩，而是在拆卸模具前绕过模具，并在线圈之间打开一定的距离。

2、绕组

绕组是指具有规定功能的一组线圈，是电感器的基本组成部分。绕组分为单层和多层。单层绕组有两种形式：绕组（绕组线）和间距（绕组线之间的一定距离）；多层绕组有分层平绕组、无序绕组、蜂房绕组等。

磁心与磁棒

镍锌铁氧体通常用于磁心和磁棒（NX或锰锌铁氧体（MX有工字形、柱形、帽形、系列等材料E形状、罐形等形状。

4、铁心

铁芯材料主要有硅钢片、坡莫合金等，其形状多为E”型。

5、屏蔽罩

为了避免一些电感器在工作过程中产生的磁场影响其他电路和部件的正常工作，增加了金属屏幕罩（如半导体收音机的振荡线圈等）。使用屏蔽罩的电感器会增加线圈损耗，降低Q值。

6、封装材料

一些电感器（如色码电感器、色环电感器等）绕组后，用包装材料密封线圈和磁心。包装材料为塑料或环氧树脂。

嵌入式专栏

4、铜线圈

电感是指当导线通过交流电流时，导线内部周围的交流磁通量与产生该磁通量的电流之比。当电感通过直流电流时，周围只有固定的磁线，不随时间而变化；

然而，当在线圈中通过交流电流时，磁线会随着时间的推移而变化。根据法拉第电磁感应定律-磁生电分析，线圈两端变化的磁线会产生感应电势，相当于新电源。当形成闭合电路时，感应电势会产生感应电流。

波纹定律知道感应电流产生的磁线总量应试图防止磁线的变化。磁力线变化来源于外加交变电源的变化，故从客观效果看，电感线圈有阻止交流电路中电流变化的特性。电感线圈具有与机械惯性相似的特性。它在电学上被称为自感应。通常在打开闸刀开关或打开闸刀开关产生火花，这是由高感应电势引起的。

总之，当电感线圈连接到交流电源时，线圈内的磁线会随着电流的变化而变化，导致线圈产生电磁感应。

由线圈本身电流的变化引起的电动势称为自感电动势。

由此可见，电感量只是与线圈数量、尺寸、形状和介质有关的参数，是电感线圈惯性的量度，与外部电流无关。

代换原则：

1.电感线圈必须代替原值(匝数相等，大小相同)。

2、贴片电感只须大小相同即可，还可用0欧电阻或导线代换。

嵌入式专栏

5

电感器的分类

自感器：

当线圈中的电流通过时，线圈周围会产生磁场。当线圈中的电流发生变化时，周围的磁场也会发生相应的变化。这种变化的磁场可以使线圈本身产生感应电势（感应电势）（电势用于表示有源元件理想电源的端电压），即感应。

电子元件，通常被称为电感线圈，由电线缠绕而成，具有一定的匝数，可以产生一定的自感或互感。为了增加电感值，提高质量因数，减少体积，经常添加由铁磁材料制成的铁芯或磁芯。电感器的基本参数包括电感量、质量因数、固有电容量、稳定性、通过电流和使用频率单线圈组成的电感器称为自感器，其自感也称为自感系数。

互感器：

当两个电感线圈相互靠近时，一个电感线圈的磁场变化会影响另一个电感线圈，即互感。互感的大小取决于电感线圈的自感与两个电感线圈的耦合程度。使用此原理制成的元件称为互感器。

嵌入式专栏

6

电感器的特性

电感器的特性与电容器的特性正好相反，具有防止交流电通过，使直流电顺利通过的特点。直流信号通过线圈时的电阻是电线本身的电阻压降很小；当交流信号通过线圈时，线圈两端会产生自感电动势。自感电动势的方向与外部电压的方向相反，阻碍交流通过。因此，电感器的特点是通过直流和电阻交流。频率越高，线圈阻抗越大。电感器经常在电路中与电容器一起工作，形成LC滤波器、LC振荡器等。此外，人们还利用电感的特性制造了阻流圈、变压器、继电器等。

通直流：这意味着电感器对直流处于通道状态。如果不考虑电感线圈的电阻，直流可以通过电感器畅通无阻。对于直流，线圈本身的电阻对直流的阻碍很小，因此在电路分析中往往被忽略。

阻交流：当交流电通过电感线圈时，电感器阻碍交流电，阻碍交流电的是电感线圈的感应阻力。

------------END------------